PDF《水分对土壤呼吸的影响及机理》

第23卷第5期2003年5月生态学报ACTA ECOLO G ICA S I N ICA Vo l .

23,No.

5 M ay,

2003 水分对土壤呼吸的影响及机理 陈全胜, 李凌浩, 韩兴国3 , 阎志丹 (中国科学院植物研究所, 北京 100093) 基金项目: 国家重点基础研究发展规划资助项目 (G20000018603, G1999043407);

中国科学院知识创新工程重大资助项 目(KSCX1208203) 收稿日期: 2002203219;

修订日期:

2002203215 3 通讯作者A uthor for correspondence, E2 m ail: xghan@ns. ibcas. an. cn 作者简介: 陈全胜(1968 ~ ) , 男, 湖北浠水人, 博士, 主要从事生物地球化学循环和全球变化等研究. Foundation item: N ational Key Basic Research Special Foundation Project (G20000018603, G1999043407) and CA S Project of Know ledge Innovation Program (KSCX1208203) Received date: 2002203219;

Accepted date:

2002203215 Biography: CHEN Q uan2Sheng, Ph. D. , M ain interests are biogeochem istry and global change. 摘要: 土壤呼吸是陆地碳循环的重要环节, 在全球变化的背景下, 研究水分对土壤呼吸的影响, 能为探索陆 地生态系统在碳循环方面的源2汇功能和揭示碳的失汇之迷提供有力的证据. 综述了水分对土壤呼吸的影 响及其机理, 土壤呼吸是一个复杂的生态学过程, 大气降水对土壤呼吸的影响结果是因时、 因地而异, 在湿 润的生态系统或有干湿交替的生态系统中比较湿润的季节, 降水事件对土壤呼吸可能会产生比较明显的 抑制现象;

而在干旱的生态系统或有干湿交替季节的生态系统中比较干旱的季节里, 降水事件可能会强烈 地激发土壤呼吸. 其对土壤呼吸的影响机理包括水分对土壤孔隙中CO 2替代、 对CO 2扩散的阻滞、 对微生物 活动的刺激和对微生物生物量的影响等. 由于实验方法和标准的不一致以及影响土壤呼吸的因素的多样 性, 水分量的变化对土壤呼吸的影响很难以一个统一的方程来描述, 总的来说, 最优的水分状况通常是接 近最大田间持水力, 当土壤处于过干或过湿状态时, 土壤呼吸会受到抑制. 水分量的变化对土壤呼吸的影 响机制在于可溶性有机质、 土壤的通透性、 微生物与植物根系生命活动等都随土壤水分状况不同而发生相 应的改变. 关于水分与土壤呼吸的关系研究今后应该主要集中在: (1) 水分对根系呼吸和土壤微生物呼吸 分别产生的影响;

(2) 全球变化后水分格局的变化对全球陆地生态系统土壤呼吸格局的潜在影响;

(3) 人类 活动通过直接或间接改变水分状况而对土壤释放 CO 2的贡献率. 关键词: 土壤呼吸;

水分;

影响机制 Effects of water con ten t on soil respiration and the mechan ism s CH EN Q uan2Sheng, L IL ing2 H ao, HAN X ing2Guo

3 , YAN Zhi2 D an (Institute of B otany , T he Chinese A cademy of S ciences, B eij ing 100093, China). Acta Ecologica S inica, 2003, 23(5):

972 ~ 978. Abstract: So il resp iration in terrestrial eco system is a significant component of the global carbon cycle, and its contribution to the global carbon budget has been the focus of w ide concern. Because w ater is one of the mo st i mpo rtant environm ental facto rs, study on the relationship betw een w ater and so il resp iration could facilitate the research on the ro le of terrestrial eco system in carbon cycle, and could p rovide evidence on the riddle of m issing carbon sink. So il resp iration is a comp licated eco logical p rocess . Effects of w ater on so il resp iration and the m echanism s w ere summ arized in this paper. The influence of p recip itation on so il resp iration m ay vary w ith ti m e and p lace. So il resp iration could be restrained by p recip itation in hum id e2 co system s o r hum id seasons in eco system s w here dry and hum id seasons are alternant, w hile it m ight be sti m ulated by p recip itation if the conditions w ere different. The m echanism s are as fo llow s: seep ing w ater disp laces CO